量子统计对原子量子退火机计算能力的影响

量子粒子统计从根本上控制着粒子相互作用的方式，并在决定系统低温性质方面起着至关重要的作用。在此我们研究量子统计如何影响量子退火的计算能力。我们提出一个描述在方格上运动的量子粒子的退火哈密顿量，并比较两种统计不同组分——无自旋费米子与硬核玻色子——之间原子量子退火机的计算性能。此外，我们以由传统横向场量子涨落驱动的伊辛量子退火机作为基线。我们的量子退火机求解组合优化问题的潜力在随机3-正则图划分上得到展示。我们发现玻色子量子退火机优于费米子情形。玻色子量子退火机的优越性能归因于更大的激发能隙及其瞬时量子基态随之更平滑的绝热演化。在我们的退火路径下，玻色子量子退火机受玻璃序影响较小，并能更高效地探索希尔伯特空间。我们的理论发现可为利用光晶格中里德伯原子构造原子量子退火机提供启示。